Меню

Блок бесперебойного питания номинальный ток нагрузки

Как выбрать источник бесперебойного питания

Как выбрать источник бесперебойного питания

Аватар пользователя

Сколь бы надежен не был ваш поставщик электропитания, броски напряжения иногда случаются на любых линиях. Каждый пользователь ПК хоть раз, да сталкивался с внезапной перезагрузкой или отключением компьютера из-за неполадок на питающей линии. И компьютеры – не единственный вид техники, требующий бесперебойного электропитания.

Продолжительное отключение электропитания может привести к заморозке системы отопления частного дома. ИБП с подключаемыми аккумуляторами способен «продержать на плаву» циркуляционный насос и электронику котла в течение нескольких часов, и стоить такой ИБП будет намного дешевле, чем генератор с автозапуском.

Роутер, подключенный к ИБП, позволит оставаться «онлайн» и при отсутствии электропитания. Потребляет роутер совсем немного и емкости аккумулятора даже недорогого «бесперебойника» хватит на пару-тройку часов его работы.

Серверам и внешним дисковым накопителям бесперебойное питание совершенно необходимо – внезапное отключение электричества может привести к потере данных.

И вообще, наличия ИБП требует любая автоматика, сбой в работе которой может привести к серьезным последствиям – медицинское и технологическое оборудование, системы пожарной и охранной сигнализации и т.д. Но параметры электропитания у разных видов техники разные, поэтому и ИБП для них потребуется с различными характеристиками.

Характеристики источников бесперебойного питания.

Вид устройства.

Резервный ИБП имеет наиболее простую конструкцию. Электроника источника следит за уровнем входного напряжения, и, при его выходе за установленные рамки (обычно +10% от номинала), переключается на питание от аккумулятора.

Конструкция проста и надежна, но в некоторых ситуациях от такого ИБП будет больше вреда, чем пользы. Например, если он имеет минимальное входное напряжение 180 В и используется для защиты компьютера с блоком питания, работающим от 110 до 240 В. Без ИБП компьютер бы спокойно работал, а ИБП при падении напряжения ниже входного (180 В) перейдет на аккумулятор и после его разряда выключит питание компьютера. Поэтому для этого вида ИБП следует обеспечить соответствие минимального и максимального напряжений «бесперебойника» и потребителя – лучше всего, если диапазон напряжений ИБП будет незначительно (5-10В) уже диапазона напряжений электроприбора. Например, для диапазона рабочих напряжений потребителя 180-240 В, диапазон ИБП должен быть примерно 190-230 — это позволит перейти на питание от аккумулятора до того, как напряжение станет неприемлемым для защищаемого прибора.

Кроме того, переключение на аккумулятор занимает некоторое время, что может быть критичным для некоторых видов техники. Например, для импульсных блоков питания с активным корректором мощности (APFC), которым оснащено большинство таких БП мощностью более 400 Вт. При подборе ИБП для компьютеров, специальной аппаратуры, аудио- и видеотехники с подобными блоками питания следует оставлять большой запас по мощности, либо выбирать ИБП другого вида.

Линейно-интерактивный ИБП, фактически, состоит из резервного ИБП и стабилизатора. При наличии в сети пониженного или повышенного напряжения, автоматический регулятор напряжения (AVR) стабилизирует его, а на аккумулятор ИБП переключается только при настолько большом отклонении напряжения от нормального, что стабилизировать его уже невозможно.

Линейно-интерактивные ИБП немного дороже резервных, но для бытового применения именно этот вид является оптимальным. Единственный случай, когда ему следует предпочесть резервный – когда в вашей сети стабильно пониженное напряжение, подходящее, однако, для защищаемого электроприбора. Резервный ИБП просто пропустит это напряжение в компьютер, а линейно-интерактивный будет его повышать до нормального. Но продолжительная работа в таком режиме может сильно сократить ресурс AVR (особенно на недорогих «бесперебойниках»).

Недостаток, связанный с кратковременным отсутствием питания во время переключения на аккумулятор у линейно-интерактивных ИБП также присутствует.

Устройства с двойным преобразованием (on-line) обеспечивают наилучшее качество электропитания. У ИБП этого вида аккумулятор подключен к цепи питания постоянно, поэтому провалы напряжения в момент перехода на автономное питание отсутствуют. Входной ток выпрямляется, его напряжение понижается до напряжения аккумулятора, после чего инвертор преобразует его в переменный 230 В /50 Гц.

Такие ИБП стоят заметно дороже остальных видов, зато выдают стабильную частоту, напряжение и форму синусоиды при любых помехах на входной линии питания.

Выходная мощность (ВА) стабилизатора определяет максимальную суммарную полную мощность подключенных к нему электроприборов. Однако следует иметь в виду, что приведенное в паспорте на электроприбор значение в Ваттах – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.

Многие подключаемые к ИБП электроприборы создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку, и полная выходная мощность ИБП должна подбираться с её учётом. Для определения полной мощности электроприбора следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:

Поскольку чаще всего ИБП используется для защиты ПК, часто возникает вопрос: какую мощность имеет компьютер? Самый точный способ определения мощности – расчет на основе замера потребляемого им тока. Проще и безопаснее всего это сделать с помощью токовых клещей и самодельного удлинителя с раздельными проводниками.

Измерение тока с помощью мультиметра связано с опасностью поражения электрическим током и делать это, не обладая соответствующими навыками, небезопасно.

Измерение следует производить, дав на процессор и видеокарту максимальную нагрузку – это можно сделать с помощью требовательной к ресурсам игры или с помощью специальных программ (например, OCCT в режиме power supply). Измеренное значение умножается на величину напряжения в сети – это и будет искомая полная мощность (ВА) компьютера.

Простой, но грубый способ – взять максимальную мощность блока питания (в Ваттах), обычно приведенную на корпусе БП и поделить на коэффициент мощности. Реальная мощность компьютера, скорее всего, будет ниже, но уж точно не выше.

К примеру, для защиты компьютера с блоком питания без PFC мощностью 300 Вт и монитором мощностью 50 Вт потребуется ИБП с входной мощностью (ВА) 300/0,65+50/0,8 = 524 ВА. Поскольку реальная мощность системного блока, скорее всего, ниже 300 Вт, ИБП на 500 ВА могло бы и хватить для этого компьютера. Однако с учетом того, что пусковые токи (неизбежные при переключении на аккумулятор) могут превышать номинальные вдвое, выбор ИБП на 750 или 1000 ВА представляется более оправданным.

Следует также отметить, что недорогие ИБП часто характеризуются слабой перегрузочной способностью и не могут выдерживать высокие токи даже очень непродолжительное время (менее 100 мс). Поэтому при покупке недорогого ИБП необходимо следить, чтобы пиковая мощность нагрузки не превышала выходную мощность «бесперебойника».

Если определение полной выходной мощности (ВА) представляется слишком сложным, можно подобрать ИБП по активной выходной мощности (Вт) – обычно этот параметр тоже приводится в паспорте ИБП.

Однако большинство производителей при указании активной выходной мощности ориентируются на cos(φ) = 0,6-0,7, подходящий только при использовании ИБП для защиты компьютеров с блоками питания без PFC.

Коэффициент мощности многой другой техники выше, и, подбирая ИБП по активной мощности в ваттах, вы рискуете переплатить, выбрав ИБП более мощный, чем вам действительно необходимо.

Тип формы напряжения может быть важен для некоторых видов техники. В электродвигателях, трансформаторах, катушках индуктивности «ступенчатая» форма питающего тока приводит к дополнительным нагрузкам – это может проявляться изменением звука работы, увеличенным нагревом обмоток и ускоренным износом. Проблемы могут возникнуть с некоторыми моделями аудио- и видеотехники, измерительными приборами и медицинской техникой.

Импульсные блоки питания к форме напряжения невосприимчивы – ступенчатая аппроксимация синусоиды подходит для любых компьютеров. Проблемы, возникающие на современных блоках питания с активным корректором мощности (APFC) чаще всего связаны не с формой сигнала, а с недостатком запаса по мощности и низкой перегрузочной способностью ИБП. При переключении на аккумулятор и падении входного напряжения, APFC резко увеличивает потребляемый ток, при этом нарастание потребления происходит так быстро, что ИБП часто отключается защитным автоматом (токовым реле), при том, что контроллер даже не успевает «заметить» перегрузку.

Однако, некоторые блоки питания с APFC плохо работают при ступенчатой синусоиде – корректор успевает среагировать на горизонтальную «ступеньку» как на пониженное напряжение, увеличивает ток потребления и перегружает ИБП, приводя к срабатыванию его защиты и отключению. И, хотя многие БП с APFC прекрасно «уживаются» со ступенчатой синусоидой, чтобы не оказаться в ситуации, когда ПК откажется работать с «бесперебойником», следует либо убедиться в их совместимости перед покупкой, либо выбирать ИБП подороже: с «чистой» синусоидой и запасом по мощности, либо ориентироваться на устройство с двойным преобразованием. В последнем случае чрезмерный запас по мощности не нужен, а синусоида у таких устройств и так «чистая».

Тип выходных разъемов питания на современных ИБП может быть различным. Старые ИБП все имели выходные разъемы стандарта IEC 320 C13 («компьютерные») для подключения питающих кабелей системного блока и монитора.

Но роутеры, внешние жесткие диски и многие современные мониторы для подключения к сети используют обычную «евро» вилку. Поэтому сегодня уместнее выбирать ИБП с выходными разъемами типа CEE 7/* — «евророзетками». Обратите внимание, чтобы количество розеток соответствовало количеству потребителей.

Некоторые специализированные ИБП, предназначенные для создания линий бесперебойного электропитания, оснащаются клеммами для удобства прямого подключения линейных проводов.

Удобно, если ИБП имеет какой-нибудь интерфейс, по которому он может «сообщить» работающему на ПК приложению о пропадании напряжения. Это позволит сохранить все открытые документы, записать на диск данные из буфера и корректно завершить работу компьютера в автоматическом режиме, даже если оператора поблизости нет. Особенно это важно для серверов: сбой сервера – вещь неприятная, но она может стать еще неприятнее, если «испортятся» хранящиеся на нём данные из-за некорректного завершения работы. ИБП с интерфейсом USB или RS-232 подключается интерфейсным кабелем непосредственно к защищаемому компьютеру, на котором должно быть запущено соответствующее ПО.

Совсем другое назначение имеют разъмы RJ-11/RJ-45 расположенные парой IN/OUT — это защита телефонных и компьютерных сетей от импульсных помех (часто возникающих, например, во время грозы). Входную (уличную) линию следует подключать к разъему IN, а к разъему OUT — локальную телефонную или компьютерную сеть, которая, таким образом, будет защищена от приходящих «извне» помех.

Читайте также:  Средства защиты работающих от воздействия электрического тока

Функция «холодного старта» позволяет осуществить запуск подключенных к ИБП электроприборов при отсутствии питающего напряжения. Холодный старт позволяет использовать ИБП как автономный источник питания для маломощной нагрузки.

Время автономной работы зависит от емкости установленных аккумуляторов и суммарной мощности подключенных потребителей. Производителем обычно указывается продолжительность автономной работы при определенной мощности нагрузки. Но зачастую мощность нагрузки сильно отличается от приведенной производителем. В этом случае следует иметь в виду, что емкость аккумулятора сильно зависит от тока разряда. При быстрой разрядке (5-10 минут) аккумулятор выдает всего 20-30% от номинальной емкости.

Так, если производителем приводится время автономной нагрузки в 5 минут при нагрузке 200 Вт, то при вдесятеро меньшей нагрузке (20 Вт) время автономной работы будет не 50 минут, а около двух часов, потому что емкость при разряде такой продолжительности будет примерно вдвое больше. Максимальная (100%) емкость аккумуляторной батареи достигается при продолжительности разряда в 20 часов и более, это следует учитывать, если предполагается длительная работа оборудования от ИБП.

«Бесперебойники», рассчитанные на продолжительную автономную работу, часто имеют возможность подключения дополнительных батарей. Это позволяет набрать емкость, необходимую для поддержания работы потребителей в течение необходимого времени.

Имейте в виду, что аккумуляторная батарея имеет ограниченный ресурс и через некоторое время (0,5-5 лет в зависимости от качества батареи и частоты циклов заряда/разряда) она потребует замены. В этом случае возможность замены батарей будет совсем нелишней. Оборудование, которое должно работать непрерывно, следует защищать с помощью ИБП с возможностью горячей замены батарей — т.е., без отключения ИБП от сети.

Варианты выбора источников бесперебойного питания.

Для защиты от кратковременных падений напряжения маломощных потребителей (роутеров, модемов, точек доступа) предназначены ИБП с «евророзетками» мощностью до 400 ВА.

ИБП мощностью 500-1000 ВА сможет «поддержать на плаву» простой офисный компьютер в течение времени, достаточного для сохранения всех открытых документов.

ИБП с «холодным стартом» способен обеспечить автономное питание электроприборов в условиях полного отсутствия питающей сети.

Если вам важно стабильное электропитание на выходе «бесперебойника» по минимальной цене, выбирайте среди линейно-интерактивных ИБП.

ИБП с двойным преобразованием гарантируют высокое качество питающего напряжения и обеспечивают полное отсутствие переходных процессов при пропадании внешнего питания.

Источник

Блок бесперебойного питания номинальный ток нагрузки

  • О проекте
    • Главная
    • О проекте
    • Карта сайта
    • Вопрос-ответ
  • ИБП
    • Характеристики ИБП
    • Классификация
      • Бытовые ИБП
      • ИБП для ЦОД
      • Постоянного тока
      • Шкафы и стойки
      • Промышленные ИБП
    • Неисправности ИБП
    • Аксессуары ИБП
    • Аккумуляторы для ИБП
    • Выбор
    • Электропомехи
    • Монтаж
    • Термины и определения
  • Пресс-центр
    • Новости сайта
    • Интервью
    • Статьи
    • Мероприятия
  • Обзор рынка
    • Производители
      • 3 Cott
      • AEG
      • Alpha Technologies
      • APC
      • ARTronic
      • BlueWalker GmbH
      • Borri
      • Chloride
      • Cyber Power Systems
      • Delta Electronics
      • DKC
      • EAST
      • Eaton
      • Ecovolt
      • Emerson Network Power
      • FSP Group
      • General Electric
      • Gewald Electric
      • Helior
      • Huawei
      • INELT
      • INFORM
      • Infosec
      • IPPON
      • KEHUA
      • Lanches
      • Legrand
      • Liebert
      • Makelsan
      • NeuHaus
      • Newave SA
      • P-COM
      • PCM
      • PHANTOM power
      • POWERMAN
      • Riello UPS
      • RUCELF
      • Socomec
      • SVEN
      • Tripp Lite
      • VOLTGUARD
      • АО «Связь инжиниринг»
      • Бастион
      • Беннинг
      • Гамма
      • Группа «РУСЭЛТ»
      • Компания «СибКонтакт»
      • Компания Леотон (Leoton)
      • Синпро (Sin Pro)
    • Серии
    • Рынок
  • Купить
    • Поставщики
      • Беннинг
      • СпецЭлектроАгрегат
      • APC
      • ДКС
      • Eaton
      • ESE
      • IPPON
      • Legrand
    • Инжиниринг
  • Библиотека
    • Каталоги
    • ГОСТ и ТУ
    • Видео
  • Контакты
    • Обратная связь
    • Сотрудничество
    • Реклама на сайте
    • Вакансии
    • Ответственность
  • О проекте О проекте
    • Главная
    • О проекте
    • Карта сайта
    • Вопрос-ответ
  • ИБП ИБП
    • Характеристики ИБП
    • Классификация Классификация
      • Бытовые ИБП
      • ИБП для ЦОД
      • Постоянного тока
      • Шкафы и стойки
      • Промышленные ИБП
    • Неисправности ИБП
    • Аксессуары ИБП
    • Аккумуляторы для ИБП
    • Выбор
    • Электропомехи
    • Монтаж
    • Термины и определения
  • Пресс-центр Пресс-центр
    • Новости сайта
    • Интервью
    • Статьи
    • Мероприятия
  • Обзор рынка Обзор рынка
    • Производители Производители
      • 3 Cott
      • AEG
      • Alpha Technologies
      • APC
      • ARTronic
      • BlueWalker GmbH
      • Borri
      • Chloride
      • Cyber Power Systems
      • Delta Electronics
      • DKC
      • EAST
      • Eaton
      • Ecovolt
      • Emerson Network Power
      • FSP Group
      • General Electric
      • Gewald Electric
      • Helior
      • Huawei
      • INELT
      • INFORM
      • Infosec
      • IPPON
      • KEHUA
      • Lanches
      • Legrand
      • Liebert
      • Makelsan
      • NeuHaus
      • Newave SA
      • P-COM
      • PCM
      • PHANTOM power
      • POWERMAN
      • Riello UPS
      • RUCELF
      • Socomec
      • SVEN
      • Tripp Lite
      • VOLTGUARD
      • АО «Связь инжиниринг»
      • Бастион
      • Беннинг
      • Гамма
      • Группа «РУСЭЛТ»
      • Компания «СибКонтакт»
      • Компания Леотон (Leoton)
      • Синпро (Sin Pro)
    • Серии
    • Рынок
  • Купить Купить
    • Поставщики Поставщики
      • Беннинг
      • СпецЭлектроАгрегат
      • APC
      • ДКС
      • Eaton
      • ESE
      • IPPON
      • Legrand
    • Инжиниринг
  • Библиотека Библиотека
    • Каталоги
    • ГОСТ и ТУ
    • Видео
  • Контакты Контакты
    • Обратная связь
    • Сотрудничество
    • Реклама на сайте
    • Вакансии
    • Ответственность
  • Главная
  • info
  • Выбор ИБП

Качество электропитания в нашей электросети заставляет всерьез задуматься о выборе источника бесперебойного питания. Проблемы в сети могут быть незначительного характера, но могут и перерасти в настоящую катастрофу для организаций, пользователей персональных компьютеров и для промышленных объектов. Могут случаться и пропадание питания, и завышенное напряжение, и импульсные радиопомехи. Вот почему так необходимо порой найти точную, полную информацию о принципах работы и типах конкретных ИБП.

Ниже приводится основной список технических характеристик и электрических параметров ИБП.

Номинальное значение входного напряжения: для однофазных ИБП это 220В, для трехфазных — 380 В.

Допустимые отклонения от номинального входного напряжения — это диапазон, в котором ИБП работает в сетевом режиме, при выходе из которого, ИБП переходит в автономный режим.

Номинальной входной полной мощностью является мощность сети в нормальных условиях эксплуатации при полном коэффициенте нагрузки

Номинальная входная активная мощность — это потребление энергии на входе ИБП при номинальной нагрузке.

Входной коэффициент мощности – это отношению активной входной мощности к полной при номинальном входном напряжении и полной нагрузке.

Максимальный входной ток – это внешний автомат защиты источника бесперебойного питания.

Величина пускового тока – это скачек входного тока от заряда накопительных конденсаторов при включении ИБП.

Выходной коэффициент мощности – это коэффициент мощности нагрузки обеспечивающий наибольшую энергоэффективность потребления от ИБП.

Номинальная полная выходная мощность — полная мощность, подаваемая на ИБП при обычных условиях эксплуатации.

КПД — отношение выходной активной мощности, потребляемой нагрузкой, к входной активной мощности, потребляемой источником бесперебойного питания из сети.

Ток короткого замыкания инвертора зависит от перегрузочных способностей источника бесперебойного питания.

Предельное время работы ИБП определяется энергией заряженной аккумуляторной батареи при отсутствии питании.

Время восстановления заряда аккумуляторной батареи – время, требующееся аккумуляторной батарее для полного перезаряда, пока происходит переход из автономного режима в сетевой (прямо пропорционально емкости батареи).

Существуют два основных типа ИБП.

ИБП резервного типа (Off-line, Back UPS, Standby, Passive Standby) оснащены резервной схемой обеспечения, которая переключается автоматически в случае сбоев. Обычно питание подается от внешней электрической сети напрямую, при этом фильтруются скачки напряжения и электромагнитные наводки. Если показатели электропитания выше стандартных, или отключается электричество, то оборудование автоматически начинает получать питание от встроенных аккумуляторов через встроенный инвертор. При устранении сбоев напряжения и восстановлении до стандартных значений, опять происходит переход на питание от первичной внешней электросети.

Линейно-интерактивный тип ИБП обеспечивает стабильное напряжение на выходе, а частота на входе и выходе совпадает. Принцип работы данного типа подразумевает под собой, что инвертор ИБП подключен параллельно к электрической сети и работает в двух режимах: анализ качества электропитания в сети, регулировка и стабилизация выходного напряжения ИБП. При этом батареи заряжаются. Кроме того, в линейно-интерактивных ИБП есть аппаратные узлы, расширяющие диапазон входного напряжения (основу составляет автотрансформатор с переключаемыми обмотками). Напряжение на выходах удерживается на требуемом уровне без перехода на питание от батарей. Происходит реакция на изменения во входной электросети, выходное напряжение регулируется.

Расчёт мощности ИБП.

Для расчета мощности ИБП необходимо прежде всего определиться с оборудованием, которое нужно защитить от перепадов энергии, определить суммарное номинальное потребление энергии, понять, есть ли нагрузка с пусковыми токами.

· Рассчитать время автономной работы нагрузки.

· Определить перечень защищаемого оборудования;

· Определить суммарное номинальное потребление оборудования;

· Определить, есть ли у Вас нагрузка с пусковыми токами (электродвигатели, кондиционеры, насосы). Кондиционер часто имеет пусковой ток 3-5 номинального потребления, обычный асинхронный двигатель до 6-8 номинального потребления. Посчитать потребление нагрузки с учетом пусковых токов;

· Определить необходимое время автономной работы нагрузки;

· Подумать, будет ли расти нагрузка в ближайшее время и надо ли на это учесть в расчетах;

· Подумать, нужна ли отказоустойчивая система бесперебойного питания N+1/.

Мощность ИБП без резервного модуля определяется путем выбора большего: сумма номинальной нагрузки и роста, умноженная на 1,2 (учитываем загрузку ИБП на 80%) или же ИБП с учетом перегрузки, покрывающий пусковые токи нагрузки (перегрузочную способность будем считать равной около 110-120%).

Допустим, у нас есть персональный компьютер с мощностью блока питания 400 Вт, монитор 40 Вт, акустическая система 5 Вт, принтер 17 Вт. Итого: 462 Вт. Полную мощность (в вольт-амперах) составит 462×1,4= 647 В·А (1 В·А равен 1,4 Вт).

В целом же мощность ИБП должна соответствовать совокупной мощности всех устройств, запитанных от него. И нужно помнить также о запасе по мощности, хотя бы в 20-30%. Очевидно, что чем больше емкость аккумулятора — тем дольше время автономной работы ИБП.

В мощных промышленных котлах могут быть два и более насосов. Котел с одним насосом потребляет при включенном насосе 90-150Вт, ему достаточно стабилизатора или ИБП мощностью до 300 Вт. Соответственно, есть два насоса в системе, необходим ИБП как минимум 400-500Вт.

Для расчета мощности ИБП для ЦОД не всё так просто. Необходимо понять какой уровень отказоустойчивости вам нужен. Он же включает в себя время простоя в год, схему резервирования.

Примерный расчет потребления электроэнергии приведен в таблице 1.

Потребляемая мощность, Вт/кв, фут

Среднее потребление на 1 стойку, кВт

20−35 стоек, в каждой по 8−12 серверов

40−80 стоек, в каждой по 12−18 серверов

Более 60 стоек, в каждой по 20−40 серверов

Расчет времени автономной работы ИБП.

Расчёт по упрощённой формуле:

Т ар = (С ак * U ак * N) / Р наг,

Т ар — Время автономной работы, час;
С ак- Ёмкость одного аккумулятора, А*ч;
U ак- Напряжение одного аккумулятора, В;
N г- Количество групп аккумуляторов;
Р наг — Постоянная мощность нагрузки, Вт.

Читайте также:  Коллекторные машины постоянного тока назначение

Расчёт времени автономной работы ИБП по уточнённой формуле:

Т ар = (С ак * U ак * N аг * N г * КПД * К г * К т *К вр) / Р наг,

Т ар — Время автономной работы, час;
С ак- Ёмкость одного аккумулятора, А*ч;
U ак- Напряжение одного аккумулятора, В;
N аг- Количество аккумуляторов в группе;
N г- Количество групп аккумуляторов;
КПД- Коэффициент полезного действия ИБП;
К г- Коэффициент глубины разряда батарей, принимается равным 0,8 – 0,9 в зависимости от типа и изношенности батарей;
К т- Коэффициент, зависящий от температуры, при которой эксплуатируются аккумуляторные батареи (при температуре 25 °С принимается равным 1, при температуре 0 °С принимается равным 0,88);
К вр- Коэффициент, зависящий от времени разряда аккумуляторных батарей. При 10-ти часовом разряде принимается равным единице;

Р наг — постоянная средняя мощность нагрузки, Вт.

Оптимальный аккумулятор для ИБП.

Существует несколько видов аккумуляторов.

· Никелево-кадмиевые (маленький весу и размер, применимы в электронных устройствах, обладают высокой энергетической плотностью, осуществляется до 1500 перезарядок, имеет низкий саморазряд, не дороги, надежны).

· Никелево-металлогидридные сложны в эксплуатации. Обладают высокой удельной емкостью, стабильны в работе, имеют большую энергетическую плотность, не снижает уровень емкости, но способны на малое число циклов заряда / разряда, дороги в цене, имеют более узкий температурный режим работы.

· Литиево-ионные аккумуляторы для ИБП имеют большую удельную емкость, малый вес и размер, надежны, обладают большой энергетической плотностью (около 100 Вт*ч/кг), низкой скоростью саморазряда (около пяти процентов в месяц), недороги в обслуживании. Сами по себе они стоят дорого. Обладают эффектом старения, необходимо использовать специальные зарядные устройства.

· Свинцово-кислотные аккумуляторы для ИБП наиболее распространены, так как они надежны, не дороги, просты в обслуживании, выдерживают тяжелые климатические условия, их можно многократно заряжать.

Чтобы вычислить максимальную мощность ИБП нужно перемножить номинальную мощность ИБП и коэффициент мощности. В итоге можно получить число, показывающее максимальную активную мощность, которую сможет обслуживать источник бесперебойного питания. Коэффициент мощности нагрузки (Power Factor, P) определяет, какая часть мощности, предоставляемой источником электроэнергии, действительно потребляется оборудованием (активная мощность). Как правило, P вычисляется как отношение поглощаемой нагрузкой активной мощности (измеряется в ваттах, Вт) к полной поступающей мощности (измеряется в вольт-амперах, ВА):

коэффициент мощности (Р) = активная мощность (Вт)/полная мощность (ВА).

Расчет времени резерва питания нагрузки от ИБП. Как выбрать оптимальную конфигурацию ИБП для организации бесперебойного питания оборудования и бытовых приборов в доме.

Порой нелегко подобрать конфигурации источника бесперебойного питания для той или иной задачи. Во-первых, нужно знать общую мощность всех потребителей энергии, для которых нужно будет обеспечить бесперебойное питание. Далее следует выбрать ИБП, мощность которого составит примерно на 20 % больше максимального значения нагрузки. Потом необходимо собрать данные о емкости внешних аккумуляторных батарей, учитывая нужное время резервирования.

Лучше всего, если есть возможность распределить нагрузку на потребляющие группы, а далее исходить уже из того, какие потребители будут наиболее важны и приоритетны. Если Вам предстоит выбрать определенную конфигурацию ИБП и аккумуляторов для них, то необходимо помнить, что, если запас мощности будет увеличен, то это не значит, что длительности запаса будет тоже увеличиваться. Выбирая ИБП мощнее, Вы повышаете мощность нагрузки, а для продления времени резерва нужно повышать емкость внешних аккумуляторных батарей.

Расчета времени резерва ИБП.

Здесь нужно знать два параметра: мощность полезной нагрузки и общую емкость всех аккумуляторных батарей. В большинстве случаев этого хватит, чтобы рассчитать время резерва:

T=E*U/P (часов),

где: Е — емкость аккумуляторов, U — напряжение аккумуляторов, Р — мощность нагрузки всех подключаемых приборов.

Другой, более точной формулой расчета послужит формула:

T = E * U / P * KPD * KRA * KDE (часов),

где KPD (коэффициент полезного действия инвертора, не выходящий за рамки 0,7—0,8);

KRA (коэффициент разряда аккумуляторов, не выходящий за рамки 0,7—0,9);

KDE (коэффициент доступной емкости, не выходящий за рамки 0,7—1,0).

Так же, можно воспользоваться готовыми таблицами значения времени резерва производителей ИБП.

Как увеличить время резервного питания нагрузки.

Существует несколько вариантов увеличения резервного питания нагрузки.

Первый – повышение емкости внешних батарей, что ведет, увы, к покупке дорогих аккумуляторов для заряда, плюс затраты на помещение с соответствующими требованиям условиями для хранения батарей.

Второй – понижение нагрузки. Разбиваем нагрузку на группы и, исходя из этого, обеспечиваем питание для каждой из них.

И, наконец, третий способ – это обслуживание батарей ИБП и его качество. Существует ряд правил, которых необходимо придерживаться для оптимальной работы источников бесперебойного питания (чистота, температура и т. д.). Не стоит забывать об обслуживании аккумуляторов (заряд/ разряд, контроль срока службы, своевременная замена).

Источник

Что учитывать при выборе источника бесперебойного питания

image

Источник бесперебойного питания важный элемент при построении сложных систем, где нужна гарантия безопасности от непредвиденных перебоев в энергоснабжении и других проблем в электросети. Под катом расскажем о том, какие критерии необходимо учесть при выборе ИБП.

Сейчас рынок забит множеством устройства отличающихся, как ценником, так и качеством. Разобраться во всем этом многообразии невероятно сложно. Если же бюджет ограничен, то нужно подходить к выбору максимально ответственно. Поэтому для начала стоит ответить себе на несколько вопросов:

— Насколько ответственное оборудование вы собираетесь защищать?

— Какое время автономной работы оборудования в случае пропадания напряжения будет оптимальным?

Дабы ответить на поставленные вопросы стоит разобраться с тем какие классы ИБП сейчас существуют, и определиться с основными критериями, которые нужно учитывать при выборе ИБП.

Классы ИБП

Классы, представленных на рынке ИБП, отличаются друг от друга поведением в разных режимах работы и схематикой. Выделяют:

— Резервные или off-line ИБП (BackUp),
— Линейно-интерактивные ИБП (Line-interactive),
— ИБП с двойным преобразованием (on-line, double-conversion).

Off-Line ИБП считаются наиболее простыми и неприхотливыми. В нормальном режиме работы от сети электричество поступает на вход такого “бесперебойника, а после транзитом подается на основную нагрузку. При возникновении неполадок сети (перепадов и потерь напряжения) ИБП автоматически переходит на работу от аккумулятора.

Недостатки такой схемы работы — это длительное переключение питания на аккумуляторы (от 4 до 10 миллисекунд). Кроме того при работе ИБП от аккумулятора на оборудование подается не привычный для сети синус, а аппроксимированный синус.

image

Следующий класс источников бесперебойного питания Line-interactive не имеет кардинальных отличий от схемы Off-line. В случае аварии питание также переключается на аккумулятора, а затрачивается на это аналогичные (от 4 до 10 миллисекунд). На выходе также получается аппроксимированный синус.

Однако в ИБП этого класса на входе присутствует трансформатор, благодаря которому удается компенсировать те самые перепады напряжения. Стоит подчеркнуть, что ИБП класса Off-line и Line-interactive не предназначены для подключения ответственного оборудования.

image

При подключении ответственного оборудования рекомендуется использовать ИБП с двойным преобразованием (double conversion) или On-line ИБП. Работа таких источников бесперебойного питания устроена так, что входящее напряжение выправляется благодаря выпрямителю. После этого инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное. При такой схеме аккумуляторы подключены к выходу выпрямителя и входу инвертора, что обеспечивает мгновенный переход (0 миллисекунд) к работе от аккумулятора.

image

Мощность

Один из наиболее важных параметров на который стоит обратить внимание при выборе ИБП — это мощность подключаемого оборудования. Недооценка этого фактора может привести к очень плачевным результатам — ИБП может просто не справиться с нагрузкой в случае аварии. При этом неэффективным будет и использование ИБП, мощность которого превышает, возлагаемую на него нагрузку.

Мощность применительно к источникам бесперебойного питания можно разделить на:

— Полную мощность — это это сумма активной и реактивной мощностей, а также отклонение от формы тока и напряжения от синусоидальной.

— Активную мощность — это та энергия, которую нагрузка отбирает от источника энергии для дальнейшего преобразования другую полезную энергию.

Чтобы определить мощность ИБП, нужно знать коэффициент мощности подключаемого оборудования. Иными словами, отношение активной мощности к полной

Как правило, в технических характеристиках ИБП указываются входной и выходной коэффициенты мощности. Входной указывает на поведение ИБП по отношению к электрической сети. Очень важен коэффициент мощности на выходе, потому что именно он показывает мощность, получаемую нагрузкой

Для расчета мощности ИБП, которая будет необходима для обеспечения нагрузки, нужно учесть сумму номинального потребления оборудования и нагрузку при запуске оборудования. При эт не стоит забывать о запасе мощности в 25%, то есть Мощность ИБП должна быть на 25% выше мощности оборудования.

image

Коэффициент полезного действия ИБП

Определиться с КПД источника бесперебойного питания очень важно, поскольку это главный показатель эффективности его использования. Неэффективная работа ИБП приводит к необоснованным затратам.

image

Помимо этого КПД определяет какое количество тепла в окружающую среду выделяет ИБП. Этот показатель важен при проектировании серверной. Например, если будет установлен ИБП небольшой мощности, то он не будет выделять много тепла. Напротив, при большой мощности “бесперебойника” в несколько десятков киловатт, тепловыделение будет большим. Чтобы избежать перегрева оборудования придется каким-то образом удалять тепло из помещения, а это дополнительные траты на мощные кондиционеры. Итог таков: чем больше коэффициент полезного действия ИБП, тем меньше будет выделяться тепло.

В качестве примера представим несколько вариантов эффективного и неэффективного использования ИБП:

— В первом случае, к ИБП мощностью 800 Ватт подключили оборудование мощностью 50 Ватт. На самообеспечение ИБП использует около 70 Ватт. Рассчитываем КПД по формуле и получаем 42%.

— Во втором случае, при нагрузке же в 600 Вт, коэффициент полезного действия ИБП будет значительно выше — 89%. Этот вариант более предпочтителен и эффективен.

image

Время автономной работы

Время автономной работы ИБП — это время, которое источник бесперебойного питания сможет поддерживать работу оборудования в случае аварийной ситуации в электросети. Время автономной работы в больше степени зависит от состояния аккумуляторов и потребляемой нагрузки.

Читайте также:  Аритмия лечение токами высокой частоты

Когда при проблемах в сети важно лишь корректно завершить работу оборудования в течение короткого промежутка времени, то свой выбор можно остановить на ИБП со встроенными аккумуляторами.

Если есть потребность в гораздо большем времени работы оборудования, то стоит рассчитать необходимый ток разряда батарей. Для расчета этого показателя есть специальная формула:

image

Для тех у кого нет времени или желания возиться с расчетами и учитывать множество технических, так и чисто физических нюансов, на сайте нашего магазина есть удобный инструмент — Калькулятор ИБП, при помощи которого можно определить все необходимые параметры.

Источник



Основные технические характеристики ИБП

Основные технические характеристики ИБП

Статья обновлена: 2020-12-17

Статья обновлена: 01.10.2020

Источник бесперебойного питания – это автоматическое устройство, обеспечивающее вторичное электропитание подсоединенной к нему техники. Он автоматически срабатывает при временном отключении основного источника электропитания и обеспечивает стабильную работу оборудования.

Также он поддерживает параметры подаваемой электроэнергии в строгих пределах: частота 50±1 Гц, напряжение 220 ± 22 В, коэффициент нелинейных искажений графика напряжений – продолжительно до 8% и моментами до 12%. Состоит ИБП из инвертора и аккумуляторной батареи, заряжаемой от базовой электросети.

Задачи источников бесперебойного питания

ИБП выполняют несколько функций:

Uninterruptible power supply (UPS)

  1. Обеспечивают стабильное и непрерывное электропитание подсоединенного к ним оборудования – гарантируют его резервное питание при проблемах со штатным электроснабжением, в т. ч. при коротких замыканиях. Время, на протяжении которого ИБП сможет поддерживать резервное питание, зависит от потребляемой нагрузки и характеристик его аккумуляторной батареи.
  2. Повышают качество электропитания.Поддерживают в норме параметры электросети: напряжение, частоту.
  3. Гарантируют надежное питание электрооборудования, которое не могут обеспечить стандартные сети электроснабжения.
  4. Поглощают относительно малые и непродолжительные выбросы напряжения.
  5. Оберегают оборудование от перегрузок и короткого замыкания.
  6. Фильтруют напряжение питания, уменьшают шумы.

Такие устройства массово используются с компьютерами, схемами управления котлами отопления и другой техникой, требующей стабильной подачи электрического тока с заданными характеристиками. Они востребованы в разных отраслях промышленности, медицинской сфере, в офисах и домашней среде – везде, где важно не допустить непредвиденного выключения оборудования при перебоях с электропитанием.

Типы ИБП

UPS доступны в широком диапазоне мощности – от 0,1 до 1000 кВт и выше. Варьируются и значения Uвых. В зависимости от назначения ИБП и выполняемых ими функций различают:

  1. Модели класса On-Line – разрабатываемые для систем безопасности. Они гарантируют надежное снабжение подключенного к ним оборудования электроэнергией с необходимыми параметрами, без утраты фазы. Переменное напряжение благодаря выпрямителю трансформируется в постоянное, а затем с применением инвертора – вновь в переменное. Даже при малых отклонениях Uвх от номинала UPS данного типа обеспечивают регламентированное Uвых с погрешностью ±3% – напряжение с графиком-синусоидой и стабилизированными параметрами. Инвертор в On-Line моделях постоянно включен, причем последовательно с базовым источником. При перебоях с сетью он переводится на питание от батареи.
  2. UPS с двойным преобразованием – отличаются сложной конструкцией и скромным КПД, зато обеспечивают подсоединенной технике превосходную защиту от проблем с электропитанием. Такие устройства в постоянном режиме стабилизируют параметры сети, обеспечивают непрерывную фазу Uвых во всевозможных режимах, полностью фильтруют шумы и импульсы базовой электросети и гарантируют безопасность информации.
  3. Устройства категории Line-Interactive или Ferroresonant – объединяют функционал ИБП типов On-Line и Off-Line. Отличаются надежностью, эффективностью и большим диапазоном входящего напряжения. Конструктивно предусматривают включение в прямую цепь ступенчатого регулятора на базе автотрансформатора. Дополнительно может использоваться сетевой стабилизатор. В обычном режиме подсоединенное к ним оборудование получает электроэнергию от базовой сети. При этом UPS регулирует напряжение, гасит колебания напряжения и сглаживает помехи. В аварийной ситуации оборудование переключается на инвертор, который включен параллельно сети и работает в 2-стороннем режиме. Он контролирует линии электропитания, частично стабилизирует Uвых, заряжает АКБ. При наличии вспомогательных компонентов – автоматических или феррорезонансных трансформаторов – увеличивается диапазон Uвх, при котором Uвых находится в нужном диапазоне без перевода на аккумуляторное питание. UPS данного типа имеют отличный КПД и надежно защищают питание подсоединенной техники. К их минусам относят нестабильное Uвых в обычном режиме, зависящее от диапазона Uвх. Также в стандартном режиме работы не стабилизируется частота, а из базовой сети на нагрузку могут проникать импульсы и шумы.
  4. Модели класса Off-Line – резервного назначения, призваны защищать технику с импульсным БП при возможных перебоях с электроснабжением. Обычно имеют модульную конструкцию. При аварийном прекращении подачи электроэнергии или при перепадах напряжения переключатель переводит технику на резервное питание. Его обеспечивает работающий от АКБ инвертор. В обычном режиме электрооборудование получает питание сразу от электросети, зачастую – через подавляющий помехи фильтр. Off-Line устройства доступны по цене и конструктивно просты, имеют высокий КПД и экономичны при эксплуатации. Но в стандартном режиме работы они не стабилизируют напряжение и частоту.
  5. Модели, использующие дельта-преобразование напряжения – delta conversion. Используют улучшенную обратную связь и отличаются плавной регулировкой напряжения. Позволяют стабилизировать частоту Uвых, обеспечить высокий КПД и надежно защитить технику от неполадок в электросети.
  6. By-pass – вспомогательный канал, передающий электроэнергию в нагрузку и повышающий уровень надежности устройства. Он без участия пользователя переходит в режим On-Line в аварийных ситуациях и при отклонении характеристик выходной электросети от номинальных значений.
  7. Модели типа triple-conversion – оснащенные корректором коэффициента мощности.
  8. Устройства категории ferrups – оснащенные феррорезонансным трансформатором. Он повышает надежность устройства и расширяет диапазон Uвх.

Конструкция ИБП

Аккумулятор (АКБ) LiFePO4 48 Вольт 100 Ампер-час для ИБП фото

UPS работает от находящейся в его корпусе аккумуляторной батареи, под управлением электросхемы. Заряжается АКБ при помощи зарядного устройства, при наличии сетевого напряжения. Так аккумуляторная батарея для ИБП обеспечивает его постоянную готовность к использованию. Для продления времени автономной работы UPS дополнительно оснащается внешней АКБ.

По назначению батареи бывают аварийные и буферные. Аварийные АКБ подают необходимую электроэнергию в цепь при перебоях в работе основного источника энергии. Буферные АКБ подключаются параллельно к основному источнику тока, чтобы снизить влияние колебаний электроэнергии на источник.

Технические характеристики ИБП

Ключевыми параметрами источников бесперебойного питания выступают:

Аккумулятор (АКБ) LiFePO4 48 Вольт 200 Ампер-час для ИБП фото

  1. Выходная мощность (единица измерения – ВА или Вт) – основной критерий, отражает максимально допустимую нагрузку. При выборе ИБП для холодильника, погружного насоса или другой техники с мощным электромотором и значительными пусковыми токами важно учесть, что потребление мощности при пуске такого двигателя в 5–7 раз превышает номинальное значение.
  2. Время переключения, в мс – миллисекунды, за которые ИБП переходит на питание от батареи. Этот параметр ИБП определяет его инерционность и может достигать 2–15 мс.
  3. Продолжительность автономной работы, в мин. – определяется емкостью АКБ и мощностью обслуживаемой техники. Выбирается в зависимости от назначения ИБП, в частности, для офисного использования обычно выбирается от 4 до 45 минут. Чтобы успеть сохранить информацию на ПК, достаточно модели, рассчитанной на 5–10 минут работы. Если же нужно обеспечить непрерывную работу оборудования с использованием АКБ, этот параметр должен составлять минимум 20–30 минут.
  4. Выходное напряжение, в В.
  5. Форма Uвых. Подаваемое на нагрузку напряжение бывает в виде чистой синусоиды (у моделей класса On-Line и частично у устройств категории Line-Interactive), аппроксимированной синусоиды (при ШИМ) и меандра.
  6. Ширина диапазона Uвх, в рамках которого UPS стабилизирует питание, не переходя на АКБ. Может зависеть от нагрузки. Чем шире этот диапазон, тем дольше прослужит АКБ.
  7. Частота Uвх, в Гц – допустимый диапазон колебаний частоты сети. Обычно допускается отклонение ±1 Гц.
  8. Коэффициент отклонения графика Uвых от синусоиды, в %.
  9. Крест-фактор – соотношение максимального и среднего значения потребляемого тока, определяется формой Uвх.
  10. Наличие функции холодного старта – она подразумевает включение UPS при отсутствии сетевого напряжения.
  11. Допустимая нагрузка, в % к номинальной мощности – отражает стойкость UPS к ваттным перегрузкам.
  12. Срок службы АБК, в годах – зависит от типа используемых батарей и условий их использования.

Виды мощности

Планируя подобрать ИБП по параметрам, необходимо в первую очередь учесть его мощность. В инструкции указывается полная или выходная мощность – S, измеряемая в ВА. Рассчитывается она как произведение среднеквадратичных величин тока и напряжения. Графически она определяется суммированием активной и реактивной части.

Активной называется мощность, потребляемая техникой (Р, в Вт). Она исчисляется как произведение полной мощности на cos угла сдвига фаз. Реактивная мощность (Q, в варах) отражает потери в проводах из-за действия реактивного тока. Исчисляется как произведение полной мощности на sin угла сдвига фаз. При отсутствии таких потерь активная мощность равна выходной.

Критерии выбора ИБП

При выборе источника бесперебойного питания ключевую роль играют:

АКБ 12 Вольт 8 Ампер-час Li-ion для ИБП или приборов фото

  1. Тип прибора.
  2. Его мощность.
  3. Тип и характеристики аккумуляторной батареи. Лучшими считаются Li-ion модели, включая их подвид на основе литий-железо-фосфата. Емкость выбирается с учетом потребляемой мощности техники и достаточного времени его автономной работы при перебоях с электроснабжением.
  4. Число и конфигурация доступных разъемов для подключения техники – они должны соответствовать друг другу.

Резервные модели (категории Off-Line) используются в условиях стабильно работающей электросети, для которой не свойственны скачки напряжения. Они оберегают технику только от непредвиденного отключения электричества и обеспечивают время работы 5–10 минут.

Линейно-интерактивные ИБП обладают сложной схемой, которая при скачках напряжения позволяет не переходить на работу от АКБ, а задействовать для выравнивания напряжения собственный трансформатор. И только если это невозможно, включается АКБ. Такие модели рекомендуются для электросетей с частыми скачками напряжения.

ИБП с двойным преобразованием работают по еще более сложной схеме – с подачей электроэнергии и от АКБ, и от сети. Благодаря этому риск обесточивания нагрузки или ее выхода из строя сводится к нулю. Такие модели дорогостоящие и обычно используются для группы ПК.

Подходящая мощность ИБП зависит от потребления подсоединяемых к нему устройств, например:

  • для львиной доли домашних компьютеров подходят UPS на 300–500 Вт;
  • для игровых конфигураций с высокопроизводительным процессором и мощной видеокартой – используются модели на 600–1000 Вт.

В предыдущей статье нашего блога повествуется о том, как выбрать BMS плату для LiFePO4 аккумулятора.

Источник